怎样重定义malloc和free

来源：互联网发布：魔龙诀披风进阶数据编辑：程序博客网时间：2024/04/27 14:21

怎样重定义malloc和free

2007年06月24日星期日上午 09:00

1, 定义供应用程序使用的头文件
//libmem.h
#ifndef _LIBMEM_H_
#define _LIBMEM_H_

//声明自定义malloc及free函数
extern void *my_malloc(unsigned int uSize, const char *pszFunc, unsigned int uLine);
extern void my_free(void *pPtr, const char *pszFunc, unsigned int uLine);

//重定义malloc及free
#define malloc(size) my_malloc(size, __FUNCTION__, __LINE__)
#define free(ptr) my_free(ptr, __FUNCTION__, __LINE__);

#endif

2, 定义my_malloc及my_free.
//libmem.c
//注意: 这里千万不要包含mymem.h, 否则程序陷入死循环, 原因你是知道的.
#include <stdlib.h>   //标准c库的头文件, malloc及free需要试用.
#include <stdio.h>
void *my_malloc(unsigned int uSize, const char *pszFunc, unsigned int uLine)
{
     printf("MALLOC: func:%s; line:%d/r/n", pszFunc, uLine);
     return malloc(uSize);   //调用标准C库的malloc.
}

void my_free(void *pPtr, const char *pszFunc, unsigned int uLine)
{
     printf("FREE: func:%s; line:%d/r/n", pszFunc, uLine);
     return free(pPtr);   //调用标准C库的free.
}

3, 编译库
         gcc -o libmem.o -c libmem.c
         ar rc libmem.a libmem.o

4, 使用自定义的malloc及free.
//test.c
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char **argv)
{
     int *p = malloc(100);
     free(p);
     return 0;
}

编译连接:
        gcc -o test.o -c test.c
        gcc -L./ -o test test.o -lmem

怎么我们自定义函数中的printf没有起作用? 别急, 因为我们在test.c中没有包含自己的头文件, 系统使用了默认的库.将#include <stdlib.h> 换成 #include "libmem.h", 大功告成!

什么? 在很多文件中都调用了malloc和free函数,你不想到每个文件中去添加头文件? 没关系, 稍多做一点工作就可以完成。
第一，修改宏定义及自定义my_malloc和my_free的参数列表，使宏malloc/free, 自定义my_malloc/my_free的参数与libc中的malloc/free完全一致, 比如malloc的参数必须是unsigned int, 而不是int。
//声明自定义malloc及free函数,
extern void *my_malloc(unsigned int uSize);
extern void my_free(void *pPtr);
//重定义malloc及free
#define malloc(size) my_malloc(size)
#define free(ptr) my_free(ptr);

否则，若包含stdlib.h，在预编译阶段将stdlib.h中malloc申明展开。
extern void *malloc(size_t __size) __THROW __attribute_malloc__ __wur;
被展开为：
extern void *my_malloc(size_t __size, __FUNCTION__, __LINE__) __THROW __attribute_malloc__ __wur;
这是错误的申明方式
第二：编译
        gcc -o test.o -include mymem.h -c test.c
        gcc -L./ -o test test.o -lmem
注: 有些函数不能用上面的方法, 比如_exit, 必须去掉文件中包含的unistd.h, 再包含自定义的头文件.否则, 运行的时候会出现意想不到的结果.

5, 意义.
        可以自己跟踪动态内存使用情况, 当实现内存泄漏监测时就可用到.在写内存泄漏程序时要注意的：
     5.1 使用上面第一种方式，
         #define malloc(size) my_malloc(size, __FUNCTION__, __LINE__)
         #define free(ptr) my_free(ptr, __FUNCTION__, __LINE__);
        因为这样可以跟踪分配及释放内存的具体位置。
     5.2 每次调用malloc时，将调用的具体位置(file, function, line)，内存的起始地址，内存长度等记录下来，放在链表中。每次调用free时，删除链表中相应的记录。
     5.3 分配时，多分配一定数目的内存，返回所分配内存的起始地址，并将多分配的那一段的内存初始化为预定义的值。以便在后续调用free时检查多分配的那一段内存的值，看其值是否为预定义的值，否则有非法内存访问。
     5.4 malloc时，检查所分配的内存是否在链表中，若是，则内存分配有误。free时，检查所释放的内存起始地址是否在链表中，若是，则释放该段内存，并删除链表中的记录；否则，为释放时非法内存。
     5.5 strdup 也分配了内存，用上面的方法无法跟踪，可用跟malloc/free相同的方法自定义strdup.
     5.6 new/delete, 可以用同样的方法做内存检测。